專利名稱：一種指紋圖像采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種指紋圖像采集裝置。
背景技術(shù)：
在光學(xué)方式的指紋圖像采集技術(shù)中，為了得到高對(duì)比度的指紋圖像，通常根據(jù)全反射原理，利用等腰直角三棱鏡的斜面作為指紋圖像采集面。這樣，指紋面與主光線通常成45°或接近45°的角度，以滿足全反射條件的要求，這樣做在工藝上有一個(gè)明顯的要求光源必須為均勻的面平行光源才能形成全反射，得到的圖像才會(huì)亮度均勻，以便于計(jì)算機(jī)處理。由于在實(shí)際操作中基本上都是由LED組成一個(gè)光源平面來提供平行光源，而LED是點(diǎn)光源，如果不進(jìn)行處理，在等腰直角三棱鏡的虛像面會(huì)看到很多亮點(diǎn)，使得最后形成的圖像亮度非常不均勻。因此，目前普遍都是在三棱鏡的光源入射面貼上一層阻光材料，同時(shí)讓LED與三棱鏡的光源入射面相隔一定距離，以得到相對(duì)均勻的光源。這樣處理有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)工藝處理上多一道工序，同時(shí)增加了體積(LED與三棱鏡有一定距離)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能使形成的圖像亮度均勻、指紋圖像采集質(zhì)量高、體積緊湊且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便的指紋圖像采集裝置。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是三棱鏡的三個(gè)頂角A、B、C均為大于45度、小于90度的銳角，三棱鏡的折射率大于1.414；條形光源置于三棱鏡的光源入射面外，與三棱鏡的光源入射面平行且與三棱鏡的中軸線平行，并靠近光源入射面底部。
作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，條形光源緊貼在三棱鏡的光源入射面。
作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，在三棱鏡的指紋采集面設(shè)有一層透明橡膠，其折射率大于1.414。
條形光源可采用至少由兩個(gè)發(fā)光二極管組成的管間距陣列構(gòu)成的條形光源。
采用上述技術(shù)方案的指紋圖像采集裝置，由三個(gè)頂角均為大于45度、小于90度的銳角的三棱鏡代替等腰直角三棱鏡作指紋圖像的采集元件，同時(shí)條形光源位于三棱鏡光源入射面的底部，使得光源形成的虛像不在成像范圍內(nèi)，避開了亮度不均勻部分，而使得到的指紋圖像基本亮度均勻，簡(jiǎn)化了光源處理部分，同時(shí)由于條形光源可以緊貼三棱鏡，產(chǎn)品體積進(jìn)一步減小，使得指紋圖像采集裝置體積大的缺點(diǎn)得到解決；在三棱鏡的指紋采集面設(shè)有一層透明橡膠，利用橡膠的彈性，改善了指紋面與采樣面的接觸，提高了指紋圖像采集的質(zhì)量，同時(shí)也不影響指紋圖像采集裝置的三棱鏡的性能，所以，本實(shí)用新型是一種能使形成的圖像亮度均勻、指紋圖像采集質(zhì)量高、體積緊湊且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便的指紋圖像采集裝置。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的三棱鏡的立體示意圖；圖3是本實(shí)用新型的圖像采集三棱鏡原理圖；圖4是等腰直角三棱鏡全反射成像示意圖；圖5是本實(shí)用新型的光源虛像不在成像范圍示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1和圖2，三棱鏡1的三個(gè)頂角A、B、C均為大于45度、小于90度的銳角，三棱鏡1的折射率大于1.414；條形光源2緊貼在三棱鏡1的光源入射面8上，與三棱鏡1的光源入射面8平行且與三棱鏡1的中軸線平行，并靠近光源入射面8底部；在三棱鏡1的指紋采集面4設(shè)有一層透明橡膠9，其折射率大于1.414。
圖像采集三棱鏡原理參見圖3，條形光源2發(fā)射的光由于不是平行光，有些光照射到指紋3脊與三棱鏡1的指紋采集面4接觸點(diǎn)D上，由于指紋3破壞了折射條件，光線會(huì)在D點(diǎn)產(chǎn)生散射，因此部分光線會(huì)通過三棱鏡光源出射面5照射到成像面7上形成亮點(diǎn)，另外，從光源發(fā)出的部分光會(huì)照射到指紋與三棱鏡的指紋采集面4接觸不到的E點(diǎn)，由于不滿足全反射條件，折射出三棱鏡1并照射到指紋上的光線會(huì)反射回三棱鏡1照射到光源出射面5的F點(diǎn)，只要三棱鏡1采用的合適的材質(zhì)(折射率較大)，會(huì)使光線在F點(diǎn)上形成全反射條件而不能透過三棱鏡1的光源出射面5，成像面7接收不到這部分光線而形成黑點(diǎn)，這樣就在成像面7上形成一幅指紋圖像。
很顯然，本實(shí)用新型與等腰直角三棱鏡成像原理正好相反，參見圖4，等腰直角三棱鏡13是利用光源11在指紋采集面14形成全反射條件而得到指紋圖像，在等腰直角三棱鏡的虛像面12會(huì)看到很多亮點(diǎn)，使得最后形成的圖像亮度非常不均勻。而本實(shí)用新型是通過破壞指紋采集面4的全反射，只在光源出射面5形成全反射而得到高對(duì)比度的指紋圖像。雖然兩種方式在圖像質(zhì)量上沒有區(qū)別，但本實(shí)用新型簡(jiǎn)化了光源處理，同時(shí)使得設(shè)備體積得到縮小。
參見圖5，只要調(diào)整三棱鏡1的角度，就可以使光源虛像10不在面像范圍內(nèi)，大大簡(jiǎn)化了光源處理的難度。
由于三棱鏡1的玻璃比較硬，難以同指紋3有良好的接觸，從而影響指紋圖像采集的質(zhì)量，在本實(shí)用新型的指紋圖像采集面4設(shè)有一層透明橡膠9，其折射率大于1.414，利用橡膠的彈性，改善了指紋3與指紋圖像采集面4的接觸，提高了指紋圖像采集的質(zhì)量，并不影響本實(shí)用新型的性能。
作為本實(shí)用新型應(yīng)用的一個(gè)例子，圖3為利用本實(shí)用新型得到的小型指紋輸入光學(xué)系統(tǒng)。對(duì)于從事本專業(yè)的技術(shù)人員來說，顯然利用本實(shí)用新型可以得到各種形式的指紋輸入光學(xué)系統(tǒng)而不喪失其特征。只要是采用本實(shí)用新型的三棱鏡的三個(gè)頂角A、B、C為大于45度、小于90度的銳角及條形光源的結(jié)構(gòu)，就屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種指紋圖像采集裝置，包括透鏡(6)，其特征是三棱鏡(1)的三個(gè)頂角A、B、C均為大于45度、小于90度的銳角，所述的三棱鏡(1)的折射率大于1.414；條形光源(2)置于所述的三棱鏡(1)的光源入射面(8)外，與所述的三棱鏡(1)的光源入射面(8)平行且與所述的三棱鏡(1)的中軸線平行，并靠近所述的光源入射面(8)底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種指紋圖像采集裝置，其特征是在所述的三棱鏡(1)的指紋采集面(4)設(shè)有一層透明橡膠(9)，其折射率大于1.414。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種指紋圖像采集裝置，其特征是所述的條形光源(2)為由至少兩個(gè)發(fā)光二極管組成的等間距陣列構(gòu)成的條形光源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種指紋圖像采集裝置，其特征是所述的三棱鏡(1)的角度可調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種指紋圖像采集裝置，其特征是所述的條形光源(2)緊貼在所述的三棱鏡(1)的光源入射面(8)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種指紋圖像采集裝置，包括透鏡(6)，其特征是三棱鏡(1)的三個(gè)頂角A、B、C均為大于45度、小于90度的銳角，所述的三棱鏡(1)的折射率大于1.414；條形光源(2)置于所述的三棱鏡(1)的光源入射面(8)外，與所述的三棱鏡(1)的光源入射面(8)平行且與所述的三棱鏡(1)的中軸線平行，并靠近所述的光源入射面(8)底部。本實(shí)用新型是一種能使形成的圖像亮度均勻、指紋圖像采集質(zhì)量高、體積緊湊且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便的指紋圖像采集裝置。
文檔編號(hào)G02B27/10GK2544296SQ02224199
公開日2003年4月9日 申請(qǐng)日期2002年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月6日
發(fā)明者羅靜 申請(qǐng)人:羅靜